受激发射增强纳米显微镜：单分子定位新方法

"基于单分子定位的快速受激发射纳米显微镜" 这篇研究论文主要探讨了如何提升超分辨率显微镜技术的时空分辨率，特别是针对基于单分子随机切换和定位的显微镜方法。传统的荧光显微镜由于光的衍射极限，其分辨率受到一定的限制，而超分辨率显微镜通过利用单分子的特性，可以突破这一限制，实现更高的成像精度。 文章介绍了一种新的策略，即引入受激发射（Stimulated Emission, SE）的光学过程来增强荧光探针的信号强度。受激发射是一种光子诱导的激发态分子回到基态的过程，能显著增加光子发射率。通过合理的参数设置，SE不仅能够增强信号，而且因为其产生的光子与激发光束在空间上相干，更容易被收集，从而提高了光收集效率。 理论分析和实验结果显示，采用SE技术可以显著提升单个荧光分子的信号强度，这意味着在相同的成像时间内，可以获取更多的信息。结合单分子定位技术，这种增强的信号强度使得显微镜能够在极短的时间内，如0.05秒，完成一幅重建图像的拍摄，同时保持高分辨率，横向分辨率约为30纳米。这在纳米尺度的成像应用中具有重大意义，如细胞内部结构、生物分子相互作用等的研究。 此外，作者们还指出，这项工作是在深圳大学的几个关键实验室合作完成的，包括光学电子设备与系统国家重点实验室、深圳市生物医学工程重点实验室以及微纳米测量与成像在生物光学领域的深圳市重点实验室。通讯作者为HAN BENNIU，电子邮件联系方式为hbniu@szu.edu.cn。 这项研究展示了受激发射在超分辨率显微镜中的潜力，为提高成像速度和分辨率提供了一个创新途径，对生物医学、材料科学等领域中微观结构的研究具有重要价值。